(57)【要約】【課題】柱梁架構に必要な水平剛性を付加でき、柱梁架構の水平変形と連動して架構全体の変形エネルギーを消費させ、架構に水平変形を与えても、ダメージが残らない制震壁を提供する。【解決手段】スパンを結合する上下階の横梁２０間に設置され、水平方向に一定幅の目地１１を設け、目地の両端近辺に制震材１５を介在させ、上下階の梁と縦ＰＣ緊張材で結合した。制震材１５は、一定の圧縮力と圧縮変形を付与して設置され、変形エネルギーを消費する材料とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱梁から構成される建築架構に設けられる壁であって、該壁はスパンを結合する上下階横梁間に、上下梁と該壁の上下端との間に一定幅の目地を設けて介装され、該目地の両端近辺に制震材を介在させると共に、上下階の梁と縦ＰＣ緊張材で結合してなることを特徴とする制震壁。
【請求項２】
前記制震材は、予め一定の圧縮力と圧縮変形を付与した状態において、該圧縮力と圧縮変形の緩和及び再付与によって履歴曲線を描き、変形エネルギーを消費する材料であることを特徴とする請求項１記載の制震壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱梁から構成される建築架構に設けられる制震壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築構造で用いられてきた制振ダンパーを大別すると、概ね、履歴型、粘性型及び粘弾性型の３種類に分けることができる（例えば、非特許文献１。）。
【０００３】
履歴型ダンパーは、ある一定の力が作用すると降伏性状を示し、その後も耐力低下を生じない低降伏点鋼が用いられ、材料の塑性化に伴う履歴エネルギーの消費により、建物の振動エネルギーを低減させようとするものである。ただし、一度塑性化した材料は取り替える必要がある。
【０００４】
粘性型ダンパーは、オイルダンパーと粘性ダンバーに大別される。オイルダンパーは作動油、粘性ダンパーは高分子化合物が用いられ、速度或いは速度の指数乗に比例する抵抗力により建物の振動エネルギーを低減させようとするものである。形状としては、筒型、面型、多層型がある。これらのダンパーは、一般的に建物の初期剛性には寄与しない。
【０００５】
粘弾性型ダンパーは、アクリル系化合物、ジエン系化合物、アスファルト系化合物、スチレン系化合物等の粘弾性材料を鋼板の間に挟み込んで、そのせん断抵抗力により建物の振動エネルギーを低減させようとするものである。多少の剛性は有しているが、建物の剛性に較べると極めて小さい。
【０００６】
以上の各ダンパーを用いた場合の制振壁（制振ダンパーおよび主架構への取付け部材）は、地震時における建物の変形に伴うエネルギーを効果的に消費するが、建物の剛性を著しく改善し、かつ、建物の変形に伴う損傷が残らないようにすることは難しかった。
【０００７】
このため、建物を構成する柱梁架構に対して効果的に付加剛性を与え、かつ、地震時における架構の挙動と連動して水平変形に伴う履歴エネルギーを有効に消費させ、さらに制震壁自体の損傷を防止できる効果的な制震壁がなかった。
【０００８】
また、圧縮変形で減衰を生じる複合材料として、例えば直径１ｍｍ程度のガラス繊維強化プラスチックロッドを立方体の対角４方向に配置して等方に組合せ、可撓性エポキシ樹脂で固めた複合材料がある（例えば、非特許文献２参照。）。
【非特許文献１】日本免震構造協会：パッシブ制振構造設計・施工マニュアル、ｐｐ．１〜６、２００３．１０
【非特許文献２】土木学会耐震工学委員会：圧縮変形で減衰を生じる複合材料を用いた制震構造、第１回免震・制震コロキウム講演論文集、ｐｐ．２４９〜２５５、１９９６．１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは以上の実情を鑑み、建物の柱梁架構における耐震性能を効果的に改善するための制震壁の技術開発を行った。
【００１０】
本発明が解決しようとする制震壁の課題を列挙すると次の通りである。
（ａ）柱梁架構に必要な水平剛性を付加できること。
（ｂ）柱梁架構の水平変形と連動して架構全体の変形エネルギーを消費させること。
（ｃ）架構に水平変形を与えても、制震壁にダメージが残らないこと。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、次の技術的手段を認じたことを特徴とする制震壁である。すなわち、本発明は、柱梁から構成される建築架構に設けられる壁であって、該壁はスパンを結合する上下階横梁間に、上下梁と該壁の上下端との間に一定幅の目地を設けて介装され、該目地の両端近辺に制震材を介在させると共に、上下階の梁と縦ＰＣ緊張材で結合してなることを特徴とする制震壁である。この制震壁は架構の水平剛性および水平変形に伴う耐力が不足しがちな柱梁架構において、上下階の横梁間の中央部に介装されるものであって、ＰＣ緊張材で結合して架構と一体化し建物全体の水平剛性と水平耐力を向上させる。
【００１２】
また、本発明の制震壁の上下端と梁の間には一定幅の目地を設けて、上下梁と制震壁との目地の両端近辺に予め圧縮力と圧縮変形を与えた制震材を介在させることによって、制震壁が架構の水平変形に伴う曲げ変形を受けて目地の片側が離間する時および離間から戻る時に架構の変形エネルギーを消費するようにした。
【００１３】
前記制震材は、予め一定の圧縮力と圧縮変形を付与した状態において、その圧縮力と圧縮変形の緩和及び再付与によって履歴曲線を描き、変形エネルギーを消費する材料を用いると好適である。このような材料としては、例えば、前記非特許文献２に記載されている材料を用いるとよい。
【００１４】
また、制震材は遅れ弾性の機械的特性を持つ高強度の弾性材料とし、結合をＰＣ緊張材のプレストレス力により圧着結合することによって、制震壁の曲げ変形に対して復元力を与え、制震壁および制震壁が取り付く架構にも制震壁の変形による損傷を与えないようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、柱梁架構に必要な水平剛性を付加することできができ、柱梁架構の水平変形と連動して架構全体の変形エネルギーを消費させることができ、架構に水平変形を与えても、制震壁にダメージが残らないというすぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施例の制震壁１０を示す正面図である。制震壁１０の下端側は省略してある。図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３はそのＢ−Ｂ矢視図である。図１〜図３において制震壁１０は上下梁２０間に介装され、制震壁１０の上下辺と上下梁２０との間に一定幅の目地１１を設けてモルタルを充填すると共に、その目地１１の両端近傍に切欠１３を設け、この切欠１３内に制震材１５を介在させる。制震壁１０及び上下梁２０を貫通して筒状の孔１２が設けられ、その中にＰＣ鋼材１４を挿通して緊張定着される。
【００１８】
本発明の制震壁１０の構造は、スパンを結合する上下階の横梁２０間にＰＣ鋼材１４によって圧着が可能であれば、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、或いは両者の混合構造等どのような構造でもよい。主架構については、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、混合構造等全ての構造でもよく、さらに複数の構造の組合せでもよい。
【００１９】
本発明の制震壁１０の施工方法は、例えば、外形寸法が縦２２００ｍｍ×横１５００ｍｍ×厚さ２５０ｍｍ程度のプレキャスト鉄筋コンクリート造の制震壁１０を、上下梁２０の間に目地１１の幅を３０ｍｍ程度設けて設置し、目地１１の部分にモルタルを注入する。制震壁１０には、予め、直径５０ｍｍ程度の筒状の孔１２、および外形寸法が縦１００ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ２５０ｍｍ程度の切欠１３が設けられている。
【００２０】
モルタルが硬化した後、上下梁２０と制震壁１０を３２ｍｍ程度のＰＣ鋼材１４により圧着する。次に、予め、圧縮力と圧縮変形を付与しておいたままの外形寸法が縦１３０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ１５０ｍｍ程度の制震材１５を挿入し、その後、圧縮力を解放する。
【００２１】
制震材１５としては、変形消費エネルギーの大きい材料を用い、例えば図４に示す履歴曲線を描くような材料とする。例えば、前記非特許文献２に記載されている複合材料を用いるとよい。図４は、予め一定の圧縮力と歪みとを与えた状態において変形履歴を付与した履歴曲線７１を示すものである。前記制震材１５は、このような一定の圧縮力を付与した状態で履歴曲線を描き、変形エネルギーを消費する材料を用いるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の制震壁を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】制震材の履歴曲線グラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１０    制震壁
１１    目地
１２    筒状の孔
１３    切欠
１４    ＰＣ鋼材
１５    制震材
２０    上下梁（横梁）
７１    履歴曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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